Міністерство освіти і науки України Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського Теплоенергетичний факультет Кафедра АПЕПС Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів ЗВІТ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 4 «Типові синхронні ЦП та суматори» Варіант № 15 Дата «08» листопада 2021  Мета роботи: Закріплення знань і отримання практичних навичок проектування та синтезу на базі ПЛІС типових синхронних ЦП та суматорів в заданому елементному базисі. Постановка задачі В результаті виконання даної практичної роботи студент повинен вміти: проектувати та синтезувати на базі ПЛІС регістри (RG), лічильники та суматори (SM) в заданому елементному базисі; створювати та використовувати допоміжні бібліотечні модулі; призначати входи/виходи ЦП виводам мікросхеми ПЛІС; проводити функціональне моделювання типових синхронних ЦП і суматорів та моделювання з урахуванням часових параметрів мікросхем ПЛІС; Короткі теоретичні відомості: СУМАТОРИ Суматором називається функціональний вузол комп’ютера, призначений для додавання двох n-розрядних слів (чисел). Операція віднімання замінюється додаванням слів в оберненому або доповнювальному кодах. Операції множення та ділення перетворюються на реалізації багаторазового додавання та зсуву. Тому суматор є важливою частиною арифметико-логічному пристрої. Функція суматора позначається літерами SM або Σ. Суматор складається з окремих схем, які називаються однорозрядними суматорами; вони виконують усі дії з додавання значень однойменних розрядів двох чисел (операндів). Суматори класифікують за такими ознаками: Кількістю вхідних клем — напівсуматори, однорозрядні або багаторозрядні суматори; Організацією зберігання результату додавання — комбінаційні, накопичувальні, комбіновані; Способом додавання — паралельні, послідовні та паралельно-послідовні Розрядністю операндів — 8-, 16-, 32-, 64-розрядні; Системою числення — позиційні (двійкові, двійково-десяткові, трійкові) та непозиційні Детальніше розглянемо за способом додавання: Послідовні – це суматори, що здійснюють обробку чисел почергово, тобто розряд за розрядом у тій самій елементній базі. Паралельні – це суматори, у яких додавання усіх доданків відбувається одночасно за всіма розрядами, і для кожного елементу є своя елементна база. Паралельний суматор у найпростішому випадку є n однорязрядними суматорами, послідовно з‘єднаними ланцюгами перенесення. Детальніше за кількістю вхідних клем: Чвертьсуматори – це суматори, що характеризуються наявністю двох входів, ні які подаються два однорозрядних числа, і одним виходом, на якому реалізується їхня арифметична сума. Напівсуматори – це суматори, що характеризуються наявністю двох входів, на які подаються однойменні розряди двох чисел, і двох виходів. На одному реалізується арифметична сума в даному розряді, на іншому – перенесення в наступний розряд. Повні однорозрядні двійкові суматори – це суматори, що характеризуються наявністю трьох входів, на які подаються однофменні розряди двох чисел, і двох виходів. Таблиця істинності чверть суматора і його позначення: / / Таблиця істинності напівсуматора і його позначення: / / Таблиця істинності однорозрядного двійкового суматора та його позначення: / / РЕГІСТРИ Регістри слугують для зберігання проміжних результатів обчислень. Усі регістри, залежно від функціональних можливостей, поділяють на два типи: зберігання і зсуву. Регістри зсуву поділяють на: – За способом введення і виведення інформації на паралельні, послідовні і комбіновані (паралельно-послідовні, послідовно-паралельні); – За напрямком передання (зсуву) інформації на односпрямовані і реверсивні. реверсивні. Регістри зсуву, крім операції зберігання, здійснюють перетворення послідовного двійкового коду в паралельний, а паралельного – в послідовний. Операція зсуву полягає в тому, що з надходженням кожного тактового імпульсу здійснюється перезапис (зсув) вмісту тригера кожного розряду в сусідній розряд без зміни порядку проходження одиниць і нулів. Регістр зсуву / ЛІЧИЛЬНИКИ Лі...